WO2021214865A1 - 波長可変光フィルタ - Google Patents

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勇一 赤毛
上野 雅浩
坂本 尊
宗範 川村
岡 宗一
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect

Definitions

  • the present invention relates to a Fabry-Perot interferometer type tunable optical filter.
  • Wavelength Division Multiplexing is one of the technologies that realizes large-capacity transmission of optical communication.
  • a plurality of optical signals having different wavelengths, a combiner that combines the plurality of optical signals, an optical fiber for long-distance transmission, and the combined optical signal are demultiplexed (the combined optical signal is demultiplexed).
  • It is composed of a demultiplexer composed of a wavelength-variable optical filter for (separating wavelengths) and a photoreceiver that photoelectrically converts (receives) the demultiplexed optical signal.
  • the demultiplexer needs to finely demultiplex a plurality of wavelengths on the sub-nm order. Furthermore, by increasing the speed of the demultiplexer, further increase in capacity can be expected. Further, a tunable optical filter is required not only for communication applications but also for controlling the oscillation wavelength of a laser.
  • diffraction grating type and acoustic optical type have been proposed as tunable light filters. Since the wavelength width that can be decomposed by these conventional tunable optical filters is as large as nm, a Fabry-Perot interferometer type filter that can decompose wavelengths more finely has also been proposed.
  • the Fabry-Perot interferometer type wavelength variable optical filter changes the extracted wavelength by changing the length between the two partially reflecting surfaces, but the length between the two partially reflecting surfaces is mechanical. Therefore, there is a problem that the operating speed is limited to the kHz order.
  • a tunable optical filter using a KTN crystal has also been proposed (see Patent Document 1). By applying an electric field, the KTN crystal can obtain crystal strain depending on the magnitude of the electric field. By using a KTN crystal having such an electrostrictive effect, the length between the two partially reflecting surfaces can be changed.
  • the Fabry-Perot interferometer type tunable optical filter described above utilizes the fact that the crystal to which an electric field is applied causes distortion (electrostraining effect).
  • the length between the two partially reflecting surfaces can be changed at high speed, and it can function as a tunable optical filter.
  • an electrode is provided on the crystal and a voltage is applied from the outside. Since the electric field is defined by the drive voltage / the distance between the electrodes, it is important that the distance between the electrodes is short in order to operate with a small drive voltage.
  • electrodes are formed on each of two parallel surfaces sandwiching the optical axis passing through the partial reflection surface formed on the exit surface of the KTN crystal.
  • the width of the partially reflecting surface needs to be larger than the beam diameter. Therefore, the distance between two parallel planes of the KTN crystal that sandwich the optical axis is wider than the beam diameter. In other words, the distance between the two electrodes described above is larger than the beam diameter.
  • the beam diameter of the light propagating inside the Fabry-Perot interferometer type should be reduced. Is important. However, when a beam of light is formed using a generally available optical system, the beam diameter is limited to several mm at the smallest.
  • the required drive voltage is 200 V when the distance between the electrodes is 0.5 mm.
  • the distance between the electrodes spreads to 3 mm, and a driving voltage of 1200 V is required to obtain the same amount of distortion as described above.
  • the need for a high drive voltage has the problem that the system is not only expensive but also complicated.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable a Fabry-Perot interferometer-type tunable optical filter to be driven with a lower drive voltage.
  • the variable wavelength optical filter according to the present invention includes a first incident surface and a first exit surface arranged on the opposite side of the first incident surface, and is made of a material having an electrolytic distortion effect and transmitting light. It includes a plate-shaped first component in which the first incident surface and the first exit surface are arranged on the optical axis, and a second exit surface arranged on the side opposite to the second incident surface and the second incident surface.
  • a plate-like material composed of a material that allows light to pass through, the second incident surface and the second exit surface are arranged on the optical axis, and the distance between the first incident surface and the second incident surface is constant on the optical axis.
  • a second transparent electrode formed between the two, and a second reflective film formed on the second incident surface and partially reflecting light are provided, and the first reflective film and the second reflective film interfere with the fabric perow. The total is configured.
  • the driving voltage is lower.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a tunable optical filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a tunable optical filter according to an embodiment of the present invention.
  • This tunable optical filter includes a plate-shaped first component 101, a plate-shaped second component 102, a first reflective film 103, a second reflective film 104, a first transparent electrode 105, and a second transparent electrode. It includes 106.
  • the first component 101 includes a first incident surface 101a and a first exit surface 101b arranged on the opposite side of the first incident surface 101a. Further, the first component 101 is made of a material having an electrostrictive effect and transmitting light. The first component 101 can be composed of, for example, a piezoelectric crystal having an electrostrictive effect. The first component 101 is made of a material having high transparency to light in the target wavelength band.
  • the first component 101 is, for example, a KTN [KTa 1- ⁇ Nb ⁇ O 3 (0 ⁇ ⁇ 1)] crystal or a lithium-added KLTN [K 1- ⁇ Li ⁇ Ta 1- ⁇ Nb ⁇ O 3 ( It can be composed of any of 0 ⁇ ⁇ 1,0 ⁇ ⁇ 1)] crystals.
  • KTN crystals and KLTN crystals are known as crystals having an electrostrictive effect. It is known that the electric strain effect of these crystals can obtain a strain amount proportional to the square of the electric field defined by the voltage / distance between electrodes.
  • the first component 101 can also be composed of barium titanate (BaTIO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), calcium fluoride (CaF 2) and the like.
  • the first component 101 is required to have a surface accuracy (maximum shape error) of the first incident surface 101a and the first exit surface 101b of about the wavelength of the target light / 10.
  • the second component 102 includes a second incident surface 102a and a second exit surface 102b arranged on the side opposite to the second incident surface 102a. Further, the second component 102 is made of a material through which light is transmitted. The second component 102 can be made of a material having high transparency to light in the target wavelength band. The second component 102 can be made of, for example, BK7 glass or quartz glass. The second component 102 includes KTN [KTa 1- ⁇ Nb ⁇ O 3 (0 ⁇ ⁇ 1)] crystals or lithium-added KLTN [K 1- ⁇ Li ⁇ Ta 1- ⁇ Nb ⁇ O 3 ( It can also be composed of any of 0 ⁇ ⁇ 1,0 ⁇ ⁇ 1)] crystals.
  • the second component 102 can also be composed of barium titanate (BaTIO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), calcium fluoride (CaF 2) and the like.
  • the second component 102 is required to have a surface accuracy (maximum shape error) of the second incident surface 102a and the second exit surface 102b of about the wavelength of the target light / 10.
  • the first incident surface 101a and the first exit surface 101b of the first component 101 are arranged on the optical axis (optical path) 131, and both the second incident surface 102a and the second exit surface 102b of the second component 102 It is arranged on the optical axis 131. Further, the distance between the first incident surface 101a and the second incident surface 102a is constant on the optical axis 131. For example, if the first component 101 and the second component 102 are fixedly arranged on a surface plate (not shown), the distance between the first incident surface 101a and the second incident surface 102a can be fixed on the optical axis 131. can.
  • variable wavelength optical filter is formed on the first reflecting film 103 that partially reflects light formed on the first emitting surface 101b and the second incident surface 102a that partially reflects light.
  • a second reflective film 104 that reflects light is provided.
  • the Fabry-Perot interferometer is composed of the first reflective film 103 and the second reflective film 104.
  • first exit surface 101b and the second incident surface 102a can be arranged so as to face each other and have a parallel relationship with each other. Further, the first incident surface 101a and the first exit surface 101b can be in a parallel relationship with each other. Similarly, the second incident surface 102a and the second exit surface 102b can be in a parallel relationship with each other.
  • the first exit surface 101b and the second incident surface 102a face each other. There is no need to place the position.
  • the first exit surface 101b and the second incident surface 102a can be planes perpendicular to the optical axis 131.
  • the positional relationship between the first exit surface 101b and the second incident surface 102a described above is synonymous with the relationship between the reflection surface of the first reflection film 103 and the reflection surface of the second reflection film 104.
  • the wavelength tunable optical filter according to the embodiment has a second transparent electrode 105 formed on the first incident surface 101a, and a second transparent electrode 105 formed between the first exit surface 101b and the first reflective film 103. It includes an electrode 106.
  • the first transparent electrode 105 and the second transparent electrode 106 can be made of, for example, indium tin oxide (ITO). Further, the distance between the first transparent electrode 105 and the second transparent electrode 106, in other words, the plate thickness of the first component 101 is smaller than the beam diameter of light.
  • the distance (interval) between the first transparent electrode 105 and the second transparent electrode 106 is 0.1 mm, the reflective surface of the first reflective film 103 and the second reflective film 104.
  • the distance from the reflecting surface (distance on the optical axis) is 10 ⁇ m, and the reflectance of the first reflecting film 103 and the second reflecting film 104 can be 99.5%.
  • variable wavelength optical filter Due to this change in the amount of strain, the distance (distance on the optical axis) between the reflective surface of the first reflective film 103 and the reflective surface of the second reflective film 104 changes. Due to this change, the variable wavelength optical filter according to the Fabry-Perot interferometer type embodiment has a filter width of 0.2 nm with respect to a wavelength in the 1550 nm band, and enables sweeping at a wavelength of 100 nm.
  • the second transparent electrode 106 and the first reflective film 103 are arranged on the first exit surface 101b of the first component 101. Therefore, the distance between the first transparent electrode 105 and the second transparent electrode 106 is determined by the plate thickness of the first component 101, and is the area of the first incident surface 101a and the first exit surface 101b through which the light beam passes. Not involved in.
  • the distance between the electrodes is not limited by the beam diameter. According to the embodiment, it is possible to design a design in which the distance between the electrodes is short, and it is possible to reduce the required drive voltage.
  • the distance (plate thickness) through which light passes through the first component 101 is short (thin). If the thickness of the component to which the electrode is provided is reduced in the light transmission direction, the installation area of the electrode becomes small and it becomes difficult to install the electrode. For example, if the thickness in the light transmission direction is 0.1 mm, conventionally, electrodes cannot be installed, and it becomes difficult to operate as a tunable light filter.
  • the KTN crystal and the KLTN crystal have the largest strain amount in the same direction as the electric field direction.
  • the direction in which the first component 101 is desired to be distorted (expanded / contracted) is the direction of the optical axis 131, in other words, the plate thickness direction of the first component 101, which is the direction of the electric field and the direction of water viewing.
  • the required amount of strain in the first component 101 can be obtained at a lower voltage.
  • the drive is lower.
  • the voltage can drive a Fabry-Perot interferometer-type variable wavelength optical filter.

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Abstract

第1入射面101aと第1出射面101bとを備え、電歪効果を有して光が透過する材料から構成された板状の第1部品101と、第2入射面102aと第2出射面102bとを備え、光が透過する材料から構成された板状の第2部品102と、前記第1出射面101bに形成された第1反射膜103と、前記第1入射面101aに形成された第1透明電極105と、前記第1出射面101bと前記第1反射膜103との間に形成された第2透明電極106と、前記第2入射面102aに形成された第2反射膜104とを備え、前記第1反射膜103と前記第2反射膜104とによりファブリペロー干渉計が構成されている波長可変光フィルタ。

Description

波長可変光フィルタ
 本発明は、ファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタに関する。
 光通信の大容量伝送を実現する技術の1つに波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing:WDM)方式がある。波長分割多重方式では、各々異なる波長の複数の光信号と、これら複数の光信号を合波する合波器と、長距離伝送をする光ファイバと、合波された光信号を分波する(波長を分離する)ための波長可変光フィルタからなる分波器と、分波された光信号を光電変換(受光)する受光器とから構成されている。複数の波長を使用することで通信容量の大容量化を可能にしている。
 波長分割多重方式において、分波器は、複数の波長をsub-nmオーダで細かく分波する必要がある。更に、分波器を高速化することで、更なる大容量化が見込める。また、通信応用に限らず、レーザの発振波長の制御などにも波長可変光フィルタは必要とされている。
 これまで、波長可変光フィルタとして回折格子型や音響光学型が提案されている。これら従来の波長可変光フィルタでは、分解できる波長幅がnmオーダと大きいため、より細かく波長を分解することが可能な、ファブリペロー干渉計型のフィルタも提案されている。
 ファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタは、2つの部分反射面の間の長さを変えることで、抜き出される波長を変化させているが、2つの部分反射面の間の長さを機械的に変化させているため、動作速度がkHzオーダに制限されるという課題がある。この課題を解消するために、KTN結晶を用いた波長可変光フィルタも提案されている(特許文献1参照)。KTN結晶は、電界を与えることで電界の大きさに依存した結晶の歪みを得ることができる。このような電歪効果を有するKTN結晶を用いることで、2つの部分反射面の間の長さを変化させることができる。
特開2017-126037号公報
 上述したファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタは、電界を与えた結晶が歪みを起こすこと(電歪効果)を利用している。この効果を有するKTN結晶を用いた干渉計を作製することで、高速に2つの部分反射面の間の長さを変化させることができ、波長可変光フィルタとして機能させることができる。結晶に電界を与えるために、結晶に電極を設けて外部から電圧を印加する。電界は、駆動電圧/電極間距離で定義されるため、少ない駆動電圧で動作させるためには、電極間距離が短いことが重要となる。
 従来の波長可変光フィルタでは、KTN結晶の出射面に形成される部分反射面を通る光軸をはさむ、互いに平行な2つの面の各々に、電極を形成している。ここで、対象とする光のビームがKTN結晶を通過(透過)するためには、部分反射面の広さが、ビーム径より大きい必要がある。このため、KTN結晶の、光軸をはさむ互いに平行な2つの面の間隔は、ビーム径より広がる。言い換えると、上述した2つの電極の間隔は、ビーム径より大きいものとすることになる。
 前述したように、少ない駆動電圧で動作させるためには、電極間距離が短いことが重要となるが、このためには、ファブリペロー干渉計型の内部を伝搬する光のビーム径を小さくすることが重要となる。ところが、一般に入手可能な光学系を用いて光のビームを形成する場合、小さくともビーム径が数mmに制限されてしまう。
 例えば、400V/mmの電界を与えることで、200nmの歪み量が得られる場合、電極間距離が0.5mmでは、必要な駆動電圧は200Vとなる。これに対し、ビーム径3mmの光を用いる場合、電極間距離は3mmに広がり、上述同様の歪み量を得るためには、1200Vの駆動電圧が必要になる。高い駆動電圧が必要になるということは、システムが高価になるだけでなく、煩雑になるという課題がある。
 本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より低い駆動電圧でファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタが駆動できるようにすることを目的とする。
 本発明に係る波長可変光フィルタは、第1入射面と第1入射面と反対側に配置された第1出射面とを備え、電歪効果を有して光が透過する材料から構成され、第1入射面と第1出射面とが光軸上に配置された板状の第1部品と、第2入射面と第2入射面と反対側に配置された第2出射面とを備え、光が透過する材料から構成され、第2入射面と第2出射面とが光軸上に配置され、光軸上で第1入射面と第2入射面との距離が一定とされた板状の第2部品と、第1出射面に形成された部分的に光を反射する第1反射膜と、第1入射面に形成された第1透明電極と、第1出射面と第1反射膜との間に形成された第2透明電極と、第2入射面に形成され、部分的に光を反射する第2反射膜とを備え、第1反射膜と第2反射膜とによりファブリペロー干渉計が構成されている。
 以上説明したように、本発明によれば、板状の第1部品の第1入射面に第1透明電極を形成し、第1出射面に第2透明電極を形成したので、より低い駆動電圧でファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタが駆動できる。
図1は、本発明の実施の形態に係る波長可変光フィルタの構成を示す断面図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る波長可変光フィルタの構成を示す斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態に係る波長可変光フィルタの構成を示す断面図である。について図1,図2を参照して説明する。この波長可変光フィルタは、板状の第1部品101と、板状の第2部品102と、第1反射膜103と、第2反射膜104と、第1透明電極105と、第2透明電極106とを備える。
 第1部品101は、第1入射面101aと、第1入射面101aと反対側に配置された第1出射面101bとを備える。また、第1部品101は、電歪効果を有して光が透過する材料から構成されている。第1部品101は、例えば、電歪効果を有する圧電結晶から構成することができる。第1部品101は、対象とする波長帯の光に対する透明度が高い材料から構成する。
 第1部品101は、例えば、KTN[KTa1-αNbαO3(0<α<1)]結晶、またはリチウムを添加したKLTN[K1-βLiβTa1-αNbαO3(0<α<1,0<β<1)]結晶のいずれかから構成することができる。KTN結晶やKLTN結晶は、電歪効果をもつ結晶として知られている。これら結晶の電歪効果は、電圧/電極間距離で定義される電界の、2乗に比例した歪み量を得ることができることが知られている。また、第1部品101は、チタン酸バリウム(BaTiO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、フッ化カルシウム(CaF2)などから構成することもできる。なお、第1部品101は、第1入射面101aおよび第1出射面101bの面精度(最大形状誤差)が、対象とする光の波長/10程度となっていることが需要となる。
 第2部品102は、第2入射面102aと、第2入射面102aと反対側に配置された第2出射面102bとを備える。また、第2部品102は、光が透過する材料から構成されている。第2部品102は、対象とする波長帯の光に対する透明度が高い材料から構成することができる。第2部品102は、例えば、BK7ガラスや、石英ガラスから構成することができる。また、第2部品102は、KTN[KTa1-αNbαO3(0<α<1)]結晶、またはリチウムを添加したKLTN[K1-βLiβTa1-αNbαO3(0<α<1,0<β<1)]結晶のいずれかから構成することもできる。また、第2部品102は、チタン酸バリウム(BaTiO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、フッ化カルシウム(CaF2)などから構成することもできる。なお、第2部品102は、第2入射面102aおよび第2出射面102bの面精度(最大形状誤差)が、対象とする光の波長/10程度となっていることが需要となる。
 ここで、第1部品101の第1入射面101aと第1出射面101bとは、光軸(光路)131上に配置され、第2部品102の第2入射面102aと第2出射面102bとも光軸131上に配置されている。また、光軸131上で、第1入射面101aと第2入射面102aとの距離が一定とされている。例えば、第1部品101および第2部品102を、図示しない定盤に固定して配置すれば、光軸131上で、第1入射面101aと第2入射面102aとの距離を固定することができる。
 また、実施の形態に係る波長可変光フィルタは、第1出射面101bに形成された部分的に光を反射する第1反射膜103と、第2入射面102aに形成され、部分的に光を反射する第2反射膜104とを備える。第1反射膜103と第2反射膜104とによりファブリペロー干渉計が構成されている。
 ここで、第1出射面101bと第2入射面102aとは、互いに向かい合って配置され、互いに平行な関係とすることができる。また、第1入射面101aと第1出射面101bとは、互いに平行な関係とすることができる。同様に、第2入射面102aと第2出射面102bとは、互いに平行な関係とすることができる。
 なお、第1出射面101bと第2入射面102aとの間に、反射光学系などを配置して光軸131を途中で曲げる場合、第1出射面101bと第2入射面102aとを、向かい合って位配置する必要はない。例えば、第1出射面101bおよび第2入射面102aは、光軸131に対して垂直な面とすることができる。ここで、上述した第1出射面101bと第2入射面102aとの位置関係は、第1反射膜103の反射面と第2反射膜104の反射面との関係と同義になる。
 また、実施の形態に係る波長可変光フィルタは、第1入射面101aに形成された第1透明電極105と、第1出射面101bと第1反射膜103との間に形成された第2透明電極106とを備える。第1透明電極105および第2透明電極106は、例えば、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:ITO)から構成することができる。また、第1透明電極105と第2透明電極106との距離、言い換えると第1部品101の板厚は、光のビーム径よりも小さいものとなっている。
 実施の形態に係る波長可変光フィルタにおいて、例えば、第1透明電極105と第2透明電極106との距離(間隔)は、0.1mm、第1反射膜103の反射面と第2反射膜104の反射面との距離(光軸上の距離)は、10μm、第1反射膜103および第2反射膜104の反射率は99.5%とすることができる。この構成とすることで、第1透明電極105と第2透明電極106との間に120Vの電圧を印加することで、第1部品101に700nmの歪み量を得ることができる。この歪量の変化により、第1反射膜103の反射面と第2反射膜104の反射面との距離(光軸上の距離)が変化する。この変化により、ファブリペロー干渉計型の実施の形態に係る波長可変光フィルタは、1550nm帯の波長に対して、0.2nmのフィルタ幅をもつものとなり、波長100nmの掃引を可能にする。
 実施に形態によれば、第1部品101の第1出射面101bに、第2透明電極106および第1反射膜103を配置している。このため、第1透明電極105と第2透明電極106との間の距離は、第1部品101の板厚により決定され、光のビームが通る第1入射面101a、第1出射面101bの面積には関与しない。このように、透明電極を用いて反射面と電極面を実質同一にすることで、実施の形態によれば、ビーム径による電極間の距離の制限がなくなる。実施の形態によれば、電極間の距離が短い設計を可能にし、必要な駆動電圧を減少させることができる。
 ところで、例えば、KTN結晶やKLTN結晶から構成した第1部品101を光が透過すると、光路や偏光状態など光の特性が変化する可能性がある。このため、光が第1部品101を透過する距離(板厚)は、短い(薄い)ことが望まれる。電極を設ける部品の、光透過方向の厚さを小さくすると、電極の設置面積が小さくなり、電極の設置が困難となる。例えば、光透過方向の厚さを0.1mmとすると、従来は、電極が設置できず、波長可変光フィルタとして動作させることが困難になる。
 これに対し、本発明によれば、第1部品101の光透過方向の厚さ(板厚)を薄くし、光の透過長を短くしても、電極の形成面の面積は変化しない。このため、本発明によれば、低電圧かつ光の特性に対する影響の少ない動作を可能とする。ここで、よく知られているように、KTN結晶やKLTN結晶は、歪み量が電界方向と同一方向が一番大きくとれる。本発明によれば、第1部品101を歪ませたい(伸縮させたい)方向は、光軸131の方向、言い換えると、第1部品101の板厚方向であり、電界の方向と水見の方向が一致している。この点においても、本発明によれば、より低電圧で第1部品101における必要な歪み量を得ることができる。
 以上に説明したように、本発明によれば、板状の第1部品の第1入射面に第1透明電極を形成し、第1出射面に第2透明電極を形成したので、より低い駆動電圧でファブリペロー干渉計型の波長可変光フィルタが駆動できるようになる。
 なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
 101…第1部品、101a…第1入射面、101b…第1出射面、102…第2部品、102a…第2入射面、102b…第2出射面、103…第1反射膜、104…第2反射膜、105…第1透明電極、106…第2透明電極、131…光軸。

Claims (8)

  1.  第1入射面と前記第1入射面と反対側に配置された第1出射面とを備え、電歪効果を有して光が透過する材料から構成され、前記第1入射面と前記第1出射面とが光軸上に配置された板状の第1部品と、
     第2入射面と前記第2入射面と反対側に配置された第2出射面とを備え、前記光が透過する材料から構成され、前記第2入射面と前記第2出射面とが前記光軸上に配置され、前記光軸上で前記第1入射面と前記第2入射面との距離が一定とされた板状の第2部品と、
     前記第1出射面に形成された部分的に前記光を反射する第1反射膜と、
     前記第1入射面に形成された第1透明電極と、
     前記第1出射面と前記第1反射膜との間に形成された第2透明電極と、
     前記第2入射面に形成され、部分的に前記光を反射する第2反射膜と
     を備え、
     前記第1反射膜と前記第2反射膜とによりファブリペロー干渉計が構成されていることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  2.  請求項1記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第1出射面と前記第2入射面とは、互いに向かい合って配置されていることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  3.  請求項1または2記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第1入射面と前記第1出射面とは、互いに平行であることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第2入射面と前記第2出射面とは、互いに平行であることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第1透明電極と前記第2透明電極との距離は、前記光のビーム径よりも小さいことを特徴とする波長可変光フィルタ。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第1部品は、KTN[KTa1-αNbαO3(0<α<1)]結晶、またはリチウムを添加したKLTN[K1-βLiβTa1-αNbαO3(0<α<1,0<β<1)]結晶のいずれかから構成されていることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第2部品は、KTN[KTa1-αNbαO3(0<α<1)]結晶、またはリチウムを添加したKLTN[K1-βLiβTa1-αNbαO3(0<α<1,0<β<1)]結晶のいずれかから構成されていることを特徴とする波長可変光フィルタ。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の波長可変光フィルタにおいて、
     前記第1透明電極および前記第2透明電極は、酸化インジウムスズから構成されていることを特徴とする波長可変光フィルタ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023105565A1 (ja) * 2021-12-06 2023-06-15 日本電信電話株式会社 マイクロダイアフラムポンプ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09258116A (ja) * 1996-03-25 1997-10-03 Yazaki Corp 波長可変フィルタ
JP2008145506A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 圧電素子による光学素子とその作成方法
CN101221297A (zh) * 2008-01-09 2008-07-16 浙江大学 基于pvdf三元共聚物的可调谐光学滤波器
US20090040616A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Xerox Corporation Fabry-perot piezoelectric tunable filter
JP2018085416A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 日本電信電話株式会社 波長可変ミラーおよび波長可変レーザ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6467357B2 (ja) 2016-01-15 2019-02-13 日本電信電話株式会社 波長可変光フィルタ
JP7485091B2 (ja) * 2021-01-13 2024-05-16 日本電信電話株式会社 波長可変光フィルタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09258116A (ja) * 1996-03-25 1997-10-03 Yazaki Corp 波長可変フィルタ
JP2008145506A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 圧電素子による光学素子とその作成方法
US20090040616A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Xerox Corporation Fabry-perot piezoelectric tunable filter
CN101221297A (zh) * 2008-01-09 2008-07-16 浙江大学 基于pvdf三元共聚物的可调谐光学滤波器
JP2018085416A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 日本電信電話株式会社 波長可変ミラーおよび波長可変レーザ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023105565A1 (ja) * 2021-12-06 2023-06-15 日本電信電話株式会社 マイクロダイアフラムポンプ
JPWO2023105565A1 (ja) * 2021-12-06 2023-06-15

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